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摘 要

球磨机是矿物加工的关键设备，在建材、冶金、化工、材料及电力等若干基础行业中均有广泛的应用。然而球磨机高能耗、高铁损以及能量利用率低等是球磨机很大的不足。针对这些不足，国内外许多学者已经做了大量深入的研究。但球磨机工作状态受到填充率、转速率、料球比、球磨直径等因素的影响，本文就小型球磨试验机为研究对象，采用单分子变量法，改变操作参数，在不同转速、填球率、级配比、填球质量以及在测得最佳转速后对入料尺寸的改变，分别测定球磨机的消耗功率，最终回归出球磨机的功率随转速、磨内钢球、物料质量等的变化规律公式。完成实验和理论的拟合。

关键词：球磨机 操作参数 消耗功率 回归

Abstract

Ball mill is the key equipment of mineral processing, widely used in a number of basic industries of building materials, metallurgy, chemicals, materials and power and so on.However, there are a lot of problems in the ball mill, such as high energy consumption, high iron loss and low energy utilization.In view of these problems, many scholars at home and abroad have done a lot of in-depth research.But the working condition of the ball mill is affected by the filling rate, the rotational speed ratio, the ratio of the ball to the ball, the ball milling diameter and so on,In this paper, a small ball mill test machine for the study, using the single molecule variable method,Change the operating parameters, the different speed, the filling rate, the ratio of the ball, the quality of filling in the ball and the best speed in the measurement of changes in the size of the feed, respectively, the power consumption of ball mill,Finally, the formula of the variation law of the power of the ball mill with the speed, the steel ball and the material quality is returned. Complete the fitting of experiment and theory.

Key words：Ball mil；Operating parameters；Power consumption；Regression

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 背景 1

1.2 国内外研究的现状 1

1.2.1 球磨机介质工作理论的研究现状 1

1.2.2球磨机功率的研究现状 2

1.3 课题研究目的及意义 4

1.4 本章小结 5

第二章 球磨机的工作参数 6

2.1 球磨机的转速率 6

2.2 球磨机的填充率 8

2.2.1球磨机填充率的计算 8

2.2.2 介质中空隙率的计算 10

2.3 球磨机的介质尺寸 12

2.4 球磨机的介质级配 13

2.5 球磨机的料球比 15

2.6 本章小结 15

第三章 实验部分 16

3.1 实验目的 16

3.2 实验参数的选取 16

3.2.1 球磨机转速的选取 16

3.2.2 球磨机填球率的选取 17

3.2.3 磨球尺寸及配比 17

3.2.4 料球比的选取 18

3.3 实验步骤 18

3.4 本章小结 18

第四章 数据处理 19

4.1 各参数下所得数据及处理 19

4.1.1 空载下功率随转速的变化规律 19

4.1.2 磨球级配比为 20

4.1.3 磨球级配比为 22

4.1.4 填球质量和测量功率的变化规律 25

4.1.5 填球率为0.15时，加入不同粒级的物料，在所求得的最佳转速下，功率的变化 29

4.2本章小结 31

第五章 结论及误差分析 32

参考文献 32

致谢 34

第一章 引言

1.1 背景

球磨机是利用磨球作为磨矿介质进行磨矿的设备,自多年以来,球磨机在金属矿及非金属矿选矿厂、建材、化工、冶金、材料及电力等行业中占有重要地位^[1]。

球磨机具有很多优点，结构简单、破碎比大、性能稳定、对物料适应力强，既可干磨亦可湿磨等。因此球磨机在漫长的工业发展历程中始终保存了下来，未被替代，不仅如此，球磨机在矿物粉碎和超细粉碎加工中是最普遍、最通用的粉磨设备，因此在可预见的未来里，球磨机仍在粉磨设备中无法取代。同时，粉磨机的缺点也不可避免，存在大能耗、高铁损、粉磨效率低产品颗粒度不均匀等问题^[2]。基于在矿料粉碎行业中球磨机的利用前景而言，对球磨机进行深入的研究是非常重要的。当然，对已有的经验公式进行回归研究，也是有必要的。

1.2 国内外研究的现状

1.2.1 球磨机介质工作理论的研究现状

多年以来,对于球磨机的研究方向大多在于研究球磨机中磨球的抛落情况。早在20世纪20年代，戴维斯的磨球运动理论就被大多数学者认可的且沿用至今,他采取高速摄像机对带有透明端盖的球磨机的旋转过程中，跟踪磨球的轨迹进行拍摄分析,通过查看球磨机中的磨球运动状态,确定磨球的运动轨迹为抛物线和圆的混合运动,然后对磨球在磨机中的抛落运用几何分析法确定方程,通过对函数的计算,得到一些磨球在球磨机中运功轨迹的特定点的位置坐标,通过描出的坐标位置便能定量的表达出磨球的运动轨迹。当然这种方法也存在着一定的缺点,因为在研究中忽略了球磨机中磨球之间的相对滑动且磨球之间也不存在相互作用的条件下进行推导出来的,而实际生产中这种情况是必然会发生的,这便与上述研究分析的假设不匹配。但是,通过实验证明当球磨机的介质填充率达到40%—50%且球磨机磨矿时采取湿磨并且磨机内有物料的时候,磨球之间基本上没有相对的滑动,碰巧与研究的假设条件基本一致,因而,当介质填充率达到40%—50%时,便可以用上述理论进行分析和计算。

戴维斯先生等人在球磨介质工作理论方面的研究做出了巨大的贡献。以后，国内外学者对介质的运动规律、填球率、转速率、介质尺寸、料球比等方面也进行了大量的工作研究。通过早期的研究，我们了解到，只要确定球磨机的筒体直径和长度、转速率和装球率，就能计算出钢球运动的轨迹以及其他的一些参数，以及可以算出球磨机的有用功率等^[3]。

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